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瓦斯抽采是煤矿开采的必不可少的一道程序,瓦斯的主要成分是以CH4为主的烷烃混合物。CH4作为一种重要的化工清洁燃料,抽采出来的瓦斯大部分通过运输管道运往发电厂进行发电,但是在管道运输的途中会导致安全事故的发生。另外,最严重的是低浓度瓦斯中含有较多的CO2,大大降低了瓦斯燃烧的热值,因此从安全和经济角度对CH4进行提纯具有非常重要的意义。离子液体（IL）是近年来很受关注的绿色溶剂,相比其他传统的溶剂来说,有很多的优点,比如:几乎无蒸气压、稳定性好、结构可调整、分离效果好等等,在捕集分离气体的应用方面正成为新的研究趋势。金属络合类离子液体（MIL）是阳离子中含金属化合物的一种既具有离子液体的优良性质,又具有金属化合物性质的离子液体。因此有必要对MIL吸收CO2过程进行实验研究,并揭示该过程的微观机理。首先,利用热分析仪对[Bmim][BF4]、[Bmim][Ac]的TG曲线进行分析得出ILs的热分解温度(Tonset)。实验结果表明[Bmim][BF4]热分解温度(Tonset)为417.3℃,而[Bmim][Ac]的热分解温度(Tonset)为228.5℃,说明[Bmim][BF4]和[Bmim][Ac]具有良好的热稳定性。利用红外光谱分析分别对[Bmim][BF4]、[Bmim][Ac]和所制备的三种饱和MIL进行结构分析。结果表明碱金属盐与IL复配后的MIL溶液中没有新的官能团产生,说明碱金属盐和IL复配未发生化学反应,而是通过弱的分子间作用力络合而成。然后,利用溶解度测试装置对CO2-溶解度进行实验研究。从溶解度计算结果来看,MBF4的添加对[Bmim][BF4]吸收CO2效果均有促进作用且溶解度随温度的升高和压力的降低而降低。当Li BF4浓度较低时,Li BF4-IL对CO2的捕集效果较好。随着MIL浓度的增加,Na BF4-IL和KBF4-IL溶液对CO2的吸收量增加,而Li BF4-IL溶液的CO2溶解度降低。通过计算亨利常数（Kh）,当MIL浓度为0.001 mol·mol-1时,Kh（Li BF4-[Bmim][BF4]）＜Kh（KBF4-[Bmim][BF4]）＜Kh（Na BF4-[Bmim][BF4]）＜Kh（[Bmim][BF4]）,说明在低浓度时Li BF4-[Bmim][BF4]表现出更好的CO2吸收效果。当MIL浓度达到0.1mol·mol-1时,Kh（Na BF4-[Bmim][BF4]）＜Kh（KBF4-[Bmim][BF4]）＜Kh（Li BF4-[Bmim][BF4]）,说明在高浓度时,Na BF4-[Bmim][BF4]表现出更好的CO2吸收能力,而Li BF4-[Bmim][BF4]吸收CO2能力减弱。相反,CH3COOM的添加对[Bmim][Ac]吸收CO2效果起到抑制作用且溶解度随温度的升高和压力的降低而降低。通过计算亨利常数（Kh）,当MIL浓度为0.001 mol·mol-1、0.01 mol·mol-1和0.1 mol·mol-1时,Kh（[Bmim][Ac]）＜Kh（CH3COONa-[Bmim][Ac]）＜Kh（CH3COOLi-[Bmim][Ac]）＜Kh（CH3COOK-[Bmim][Ac]）,CH3COONa-[Bmim][Ac]表现出较低的抑制效果,CH3COOLi-[Bmim][Ac]次之,而CH3COOK-[Bmim][Ac]抑制效果最明显。分子模拟结果表明,当MBF4与[Bmim][BF4]复配后,其中Na+和K+对CO2有较强的吸引力,Na+更容易被[BF4]-包围,形成围绕金属阳离子的团簇,从而削弱了离子液体的阴阳离子相互作用,为[Bmim][BF4]容纳CO2分子提供了更大的空间自由体积,从而提高了[Bmim][BF4]对CO2的吸收。相反,CH3COOM与[Bmim][Ac]复配后,Li+、Na+和K+对CO2的吸引力较[Bmim][Ac]阴离子-CO2和阳离子-CO2低,而且事实上由于IL主要靠阴离子吸收CO2,但是这些金属离子的加入使得[Ac]-和金属阳离子之间的距离产生了很大程度的缩短,因此降低了阴离子-CO2和阳离子-CO2的相互作用力,进而导致了[Bmim][Ac]对CO2的吸收量减少。图53幅,表5幅,参考文献95篇。